Элементы Элементы большой науки

Поставить закладку

Напишите нам

Карта сайта

Содержание
Энциклопедия
Новости науки
LHC
Новости LHC
Мониторы LHC
Результаты, полученные на LHC
LHC в работе
Устройство и задачи LHC
Физика элементарных частиц
Галерея
Картинка дня
Библиотека
Видеотека
Книжный клуб
Задачи
Масштабы: времена
Детские вопросы
Плакаты
Научный календарь
Наука и право
ЖОБ
Наука в Рунете

Поиск

Подпишитесь на «Элементы»



ВКонтакте
в Твиттере
в Фейсбуке
на Youtube
в Instagram



Архив журнала «Химия и жизнь» за 40 лет!

На 4 CD или 1 DVD





Главная / LHC / Новости LHC

Новости Большого адронного коллайдера

Новости LHC по рубрикам: Детектор ATLAS - Детектор CMS - Детектор ALICE - Детектор LHCb - Прочие эксперименты на LHC - Результаты Тэватрона - Запуск и работа LHC - Технические аспекты LHC - Планы на будущее - Модернизация LHC - Ускорительные и детекторные технологии - Хиггсовский бозон - Суперсимметрия - Проверка Стандартной модели - Поиск Новой физики - Ядерные столкновения - Свойства адронов - Конференции и доклады - Обзоры - Ссылки - Методы обработки данных - LHC в СМИ - ЦЕРН - Образовательные проекты - Персоналии


CMS не видит других примеров «неправильных» распадов хиггсовского бозона

В прошлом году коллаборация CMS огорошила физиков сообщением, что в их данных проступают намеки на распад хиггсовского бозона, невозможный в Стандартной модели (текущую ситуацию см. на страничке Распад бозона Хиггса на мюон и тау). Речь шла про распад на два лептона разного типа, мюон и тау-лептон. Вероятность этого распада получилась чуть меньше процента и отличалась от нуля на 2,4σ. Правда, самые первые данные сеанса Run 2 это отклонение не подтвердили. Но статистика пока была не очень большой, так что «хоронить» это отклонение еще преждевременно.

Тем временем коллаборация CMS завершила поиск в данных Run 1 и других распадов бозона Хиггса на разные лептоны, а именно электрон-мюон и электрон-тау-лептон; публикация группы появилась недавно в архиве е-принтов (Search for lepton flavour violating decays of the Higgs boson to e tau and e mu in proton-proton collisions at sqrt(s) = 8 TeV). Результаты оказались отрицательными: никаких неожиданностей с электронами CMS не заметила. Были установлены ограничения сверху на вероятности этих распадов.

Впрочем, надо добавить, что для теоретиков эти новости не стали ни сюрпризом, ни ударом. Дело в том, что из данных по другому невозможному в Стандартной модели процессу, распаду мюона на электрон и фотон, уже следует ограничение на распад хиггсовского бозона на e-mu-пару. Так что новые данные CMS, фактически, подтвердили то, что ранее было известно косвенно.


Вышли материалы конференции LHCSki 2016

С 10 по 15 апреля в австрийских Альпах прошла конференция LHCSki 2016, посвященная обсуждению первых результатов коллайдера на энергии 13 ТэВ. Главный акцент был сделан на поисках Новой физики и на теоретической интерпретации тех загадочных отклонений, которые коллайдер обнаружил к настоящему моменту. Недавно в архиве е-принтов появилась общая публикация с материалами конференции (LHCSki 2016 — A First Discussion of 13 TeV Results). Эти материалы могут служить краткой сводкой того, какая картина сложилась в физике элементарных частиц в апреле этого года.


Физики обсуждают двухфотонный пик в контексте будущего линейного коллайдера

Загадки LHC. Двухфотонный всплеск при 750 ГэВ

Двухфотонный пик при массе 750 ГэВ — самая горячая тема в физике частиц в последние полгода. В 2015 году коллайдер подарил ученым большую надежду на долгожданное открытие Новой физики, и сейчас все с нетерпением ждут новых результатов LHC.

В ситуации, когда выводы могут кардинально поменяться через две недели, может показаться несколько преждевременным обсуждать научную программу по изучению двухфотонного пика на будущем линейном электрон-позитронном коллайдере — ведь если он и будет построен, то только через 10–15 лет. Но авторы появившейся на днях обзорной публикации Implications of the 750 GeV gamma-gamma Resonance as a Case Study for the International Linear Collider так не считают. Вне зависимости от того, подтвердится отклонение или нет, они предлагают рассмотреть двухфотонный пик как тестовый полигон для обкатки научной программы будущего коллайдера.

Дело в том, электрон-позитронный коллайдер сможет намного аккуратнее измерить то, что на LHC проступит лишь в общих чертах. Стратегия изучения должна быть детально разработана и должна опираться и на конструкционные особенности детекторов, и на результаты моделирования. Если раньше физики прорабатывали эти аспекты вслепую в рамках тех или иных тестовых предположений, то теперь LHC дал прекрасный тренировочный шанс — разработать всё в мельчайших деталях на примере обнаружившегося двухфотонного отклонения. Какие именно процессы будут самые интересные, на какие вопросы они будут отвечать, как разные процессы будут дополнять друг друга, на какую точность измерений следует рассчитывать — и всё это желательно изучить для самого широкого набора теоретически возможных интерпретаций.

В случае, если обнаруженный пик реален, конечной целью такого упражнения должен стать вывод, какой из рассматриваемых сейчас вариантов следующего крупнейшего ускорителя больше всего подходит для этой задачи.


Предложен новый эксперимент для Большого адронного коллайдера

Рис. 1. Плоскость параметров в теориях с миллизарядами

На днях было опубликовано предложение по запуску на LHC еще одного небольшого эксперимента для поиска так называемых миллизаряженных частиц. Это гипотетические частицы, которые возникают в некоторых теориях Новой физики. Суть предложения в том, чтобы установить на некотором расстоянии от детектора CMS еще один блок, который мог бы компенсировать «слепоту» уже работающего детектора на такие частицы.


Коллайдер достиг проектной светимости

Цикл работы коллайдера под номером 5045, стартовавший в воскресенье вечером, ознаменовался символическим рекордом: пиковая светимость столкновений внутри детектора ATLAS впервые превысила проектное значение 1034 см–2·с–1. Пару недель назад коллайдер уже подбирался вплотную к этому числу, светимость тогда составляла 95% от номинальной. С тех пор было еще увеличено число сгустков в пучке, и коллайдер наконец-то перешагнул заветный рубеж. Никаких особых последствий это иметь не будет, однако приятно, что цель по светимости, заложенная в проект LHC десятилетия назад, наконец-то достигнута. Подробную статистику по всем циклам работы коллайдера можно найти на странице Accelerator Performance and Statistics.


Поиск двухфотонного пика в новых данных ведется слепым анализом

Загадки LHC. Двухфотонный всплеск при 750 ГэВ

Главный вопрос в физике элементарных частиц за последние месяцы — реален или нет двухфотонный пик при 750 ГэВ, который коллайдер вроде как обнаружил в прошлом году. Ответить на этот вопрос могут только новые данные, и коллайдер их исправно набирает. Сейчас уже накоплено почти в два раза больше событий, чем в прошлом году, и, судя по темпам набора, статистика вырастет еще вдвое к концу июля. Если сигнал реален и будет присутствовать в новых данных на таком же уровне, то на конференции ICHEP-2016 в начале августа будет официально объявлено о его открытии. Про то, что делать при альтернативном развитии событий, физикам сейчас думать не слишком хочется.

В этой ситуации вспоминается прошлогодняя история, когда слухи о неожиданном двухфотонном пике поползли еще за несколько недель до официального доклада. Однако та ситуация сейчас вряд ли повторится — несмотря на то, что отдельные шутники вбрасывают информацию с пометкой «слухи».

Дело в том, что сейчас, когда положение интересующей нас аномалии на шкале масс известно, физики будут проверять ее в новых данных с помощью так называемого слепого анализа (см. новость Что означает «слепой анализ» при поиске новых частиц?). Иными словами, физики сейчас сами от себя спрятали данные в потенциально интересной области и занимаются пока аккуратным описание фона «по бокам» от него и моделированием. Никаких утечек сейчас быть не может, поскольку никто не знает результат.

Лишь за несколько дней до начала конференции ICHEP-2016 будет открыта заветная область масс, и только тогда сами физики увидят результат. Поэтому на что точно следует обращать внимание ближе к концу июля, так это на объявление о специальном семинаре в ЦЕРНе в преддверии конференции. Если оно будет — скорее всего, нас ждет большое открытие.


Вышли статьи ATLAS и CMS о двухфотонном пике при 750 ГэВ

Результат поиска двухфотонных резонансов массой от 200 до 2000 ГэВ в данных ATLAS 2015 года. Черная кривая показывает реальные данные, желто-зеленая область — то, где должна была лежать кривая по предсказаниям Стандартной модели
Загадки LHC. Двухфотонный всплеск при 750 ГэВ

Первое сообщение о загадочном пике при массе 750 ГэВ прозвучало от двух экспериментальных групп, ATLAS и CMS, в прошлом декабре и сразу же вызвало шквал теоретических статей. Обновленный анализ тех же данных, представленный в марте этого года, укрепил веру многих физиков в реальность этого сигнала. И вот наконец обе коллаборации завершили анализ данных 2015 года и выложили полноценные статьи. Числа, приведенные в окончательных анализах, в целом совпадают с мартовскими.


Коллайдер штампует рекорды

На прошлой неделе LHC взял короткую паузу, во время которой удалось, в частности, повысить производительность предварительного ускорителя SPS. По ее завершении Большой адронный коллайдер возобновил набор статистики и в первых же двух сеансах обновил рекорды светимости. Так, сеанс под номером 5013, длившийся почти всё воскресенье, позволил детекторам ATLAS и CMS набрать по 0,44 fb–1. Следующий успешный сеанс за номером 5017 продлился больше суток и выдал уже по 0,5 fb–1. Пиковая светимость в начале сеанса достигала уже 90% от проектной, при этом техники по-прежнему ограничиваются 2040 сгустками в пучке. В планах физиков продолжать набор статистики весь июнь и июль.


Опубликованы окончательные результаты по хиггсовскому бозону в сеансе Run 1

Контуры областей значений констант связи бозона Хиггса с фермионами и бозонами

За прошедшие несколько лет ATLAS и CMS опубликовали уже свыше сотни статей, посвященных физике бозона Хиггса. Почти все они содержали результаты каждого из этих двух экспериментов по отдельности. Но физикам важен и суммарный результат, поэтому в прошлом году стартовала работа по объединению данных двух групп. На днях эта длительная процедура была завершена: опубликован подробный отчет.


CMS опробовал новую методику «разведки данных»

Ограничения сверху на константу связи гипотетического тяжелого бозона Z'B

Некоторое время назад коллаборация CMS внедрила методику записи данных, которая получила название data scouting («разведка данных»). Эта методика призвана помочь физикам получать «задешево» дополнительную информацию о происходящих в коллайдере процессах путем сохранения информации о событиях, которые немного не дотягивают до критериев отбора триггеров CMS и не попадают в основную статистику. Недавно коллаборация показала первый пример результата, полученного с помощью такой разведки данных.


LHC выходит на запланированный темп набора данных

После затянувшегося введения в строй и череды технических неприятностей Большой адронный коллайдер наконец-то вплотную подошел к расчетным темпам набора данных. Сейчас столкновения ведутся с 2040 сгустками в каждом пучке, а пиковая светимость достигала уже 80% от проектной. В ходе одного из самых продуктивных циклов работы (fill 4988, 18 часов столкновений) была набрана интегральная светимость свыше 0,35 fb–1. Полная статистика этого года достигла уже 3 fb–1, причем больше половины ее было набрано за последнюю неделю. Напомним, что статистика 2015 года составила всего 3,5 fb–1. При нынешних темпах набора данных к середине лета этот объем увеличится в несколько раз.

Работу коллайдера в реальном времени можно отслеживать через онлайн-мониторы. Технические подробности работы коллайдера приводятся в слайдах ежедневных утренних встреч Комиссии по работе LHC. Темпы набора светимости приведены на странице статистики коллайдера и на регулярно обновляемых сводных графиках.


Улучшено ограничение сверху на ширину бозона Хиггса

Хиггсовский бозон — нестабильная частица. Он распадается, а значит, обладает неопределенностью массы, которую называют шириной. Ширина стандартного хиггсовского бозона вычисляется теоретически, и для измеренной массы 125 ГэВ она равна примерно 4,1 МэВ. Если бы детектор измерял энергии абсолютно точно, он бы увидел хиггсовский бозон в виде узкого пика такой ширины. Однако погрешность измерений энергии на LHC в сотни раз больше. Поэтому измерить ширину напрямую, через профиль хиггсовского резонанса, нереально.

Однако несколько лет назад был предложен и затем реализован новый, косвенный, метод измерения ширины (см. подробности в новости Новый метод позволил наложить рекордное ограничение на время жизни хиггсовского бозона). Этот метод опирается на сравнение интенсивности рождения ZZ-пары прямо на хиггсовском резонансе и вдалеке от резонанса, при больших инвариантных массах. Пусть он не смог пока измерить ширину, но, к удивлению многих, он сразу позволил установить ограничение сверху в 22 МэВ, то есть всего в пять раз больше предсказаний СМ.

Недавно коллаборация CMS выполнила аналогичный анализ, но уже с WW-парами. Оказалось, что метод работает и для этих частиц, и, что удивительно, здесь тоже было получено существенно лучшее ограничение, чем изначально ожидалось.

Объединение результатов всех методик позволило установить новое ограничение сверху на ширину бозона Хиггса: 13 МэВ на уровне достоверности 95%. Это всего втрое больше ожидаемой ширины. Таким образом, с дальнейшим накоплением статистики есть шанс начать чувствовать эту величину. Если это удастся, физики смогут проверить, не распадается ли бозон Хиггса на какие-то невидимые для детекторов частицы.


Распад бозона Хиггса на мюон и тау-лептон не находит подтверждения в новых данных

Загадки LHC. Распад бозона Хиггса на мюон и тау

В прошлом году коллаборация CMS сообщила о том, что в данных коллайдера проступают намеки на распад бозона Хиггса, невозможный в Стандартной модели. Это распад на два лептона разного типа — мюон и тау; в рамках Стандартной модели таких несимметричных распадов быть не может. На основании результатов анализа CMS оценила вероятность такого распада бозона Хиггса на уровне чуть меньше процента, и она отличалась от нулевой гипотезы на 2,6 стандартных отклонения. Это отклонение от фона вызвало заметный отклик у теоретиков, которые начали предлагать разные модели с объяснением этого распада.

Второй крупный эксперимент, ATLAS, пришел к менее определенным выводам. Коллаборация тогда обработала только часть статистики — с адронным распадом тау-лептона — и получила результат, который из-за своих погрешностей не противоречил ни CMS, ни нулевой гипотезе. Подробности о ситуации с этим распадом по состоянию на конец прошлого года см. на отдельной страничке Распад бозона Хиггса на мюон и тау.

Месяц назад коллаборация ATLAS завершила вторую половину этого анализа (см. Search for lepton-flavour-violating decays of the Higgs and Z bosons with the ATLAS detector). Она обработала данные прошлого сеанса работы коллайдера Run 1 по рождению мюона и тау, а также электрона и тау, при котором тау распадался не адронным, а лептонным образом. При этом, так же как и в работе CMS, учитывалось, что рождение этих частиц могло сопровождаться адронными струями.

Новый анализ не подтверждает никакого отклонения от фона. Объединенный результат ATLAS по всем изученным каналам дает вероятность этого распада (0,53±0,51)%. Иными словами, нет никаких оснований считать, что ATLAS видит этот распад.

На прошедшей на днях конференции Higgs Tasting Workshop 2016 были представлены самые первые результаты по поиску этого распада в данных сеанса Run 2, набранных в 2015 году. Подробный доклад с обзором ситуации и результатами можно найти на сайте конференции. Поскольку в 2015 году объем накопленной статистики был невелик, никто не ожидал каких-то серьезных изменений ситуации. Однако результаты оказались даже чуть более пессимистическими, чем ожидалось. Новые данные CMS показывают статистическую флуктуацию вниз, и если их объединить с результатами Run 1, то общая статистическая значимость отклонения слегка снизится.

Разумеется, пока слишком рано говорить о том, что обнаружившаяся в прошлом году аномалия закрыта, но энтузиазма у теоретиков она уже вызывает меньше. Существенного обновления результатов следует ожидать ближе к концу нынешнего года.


Аномалия в распадах B-мезонов подтверждается еще в одном эксперименте

Результаты измерения величины P′5
Загадки LHC. Распад b-кварка на s-кварк и мюоны

Часть намечающихся отклонений от Стандартной модели относится к распадам В-мезонов. Эти процессы не требуют экстремальных энергий и активно изучаются и на электрон-позитронных коллайдерах. Недавно коллаборация Belle выпустила статью с анализом распада B-мезона на возбужденный каон K*(892) и лептонную пару. Belle видит отклонение от СМ, причем ровно в той же самой величине, что и эксперимент LHCb на Большом адронном коллайдере.


ATLAS обновил данные по топ-антитоп-хиггс отклонению

Загадки LHC. Комбинация топ-антитоп-хиггс

Один из процессов, который вызывает у физиков умеренный интерес по результатам сеанса LHC Run 1 — это реакция одновременного рождения хиггсовского бозона и топ-кварк-антикварковой пары. Это довольно редкий процесс. Изначально вообще предполагалось, что в сеансе Run 1 коллайдеру не хватит для него чувствительности. Однако какие-то намеки на него, к удивлению физиков, стали проступать. Измеренное сечение этого процесса оказалось раза в 2–3 больше, чем предсказывается Стандартной моделью, но из-за малого числа событий и больших погрешностей статистическая значимость расхождения составила скромные 2,3σ. Более подробное описание процесса см. на отдельной странице Комбинация топ-антитоп-хиггс.

Основной вклад в это расхождение теории с экспериментом вносит детектор CMS. Его «напарник», ATLAS, тоже представил в 2015 году свои данные, но ситуацию они не прояснили. Тогда, по данным ATLAS, сечение этого процесса по отношению к предсказаниям СМ составило 1,5±1,1. Это число, из-за своих больших погрешностей, не противоречит ни CMS (2,8±1,0), ни Стандартной модели (ровно единица).

Недавно коллаборация ATLAS обновила свой анализ (см. статью arXiv:1604.03812). Это все те же данные Run 1, но только сейчас в них была добавлена еще одна подкатегория событий — с полностью адронным распадом топ-кварков. Общий результат ATLAS касательно рождения этой комбинации: 1,7±0,8. Отличие от единицы по-прежнему несущественно, поэтому можно сказать, что отклонение сохранило свой статус-кво.


Коллайдер набирает обороты

После недельной паузы, вызванной коротким замыканием в одном из 66-киловольтных трансформаторах, коллайдер вернулся в рабочий режим и приступил, наконец-то, непосредственно к столкновению протонных пучков. 7 мая столкновения велись в режиме несколько десятков сгустков в пучке. Сейчас интенсивность поднята до 313 сгустков, и в ближайшие дни она продолжит возрастать. Текущую ситуацию можно отслеживать по онлайн-мониторам коллайдера. При запланированных темпах работы к середине лета будет накоплена статистика, заметно превышающая объем данных 2015 года. Это позволит на августовской конференции ICHEP 2016 кардинально обновить данные Run 2 по загадочному двухфотонному всплеску.


Поломка трансформатора на неделю задерживает работу коллайдера

Подготовка Большого адронного коллайдера к новому сеансу работы выходит на финишную прямую. На минувшей неделе были выполнены последние технические операции на пути к полноценной работе на расчетной светимости и даже прошли первые пробные сеансы столкновений. В соответствии с расписанием работы коллайдера на этот год, на следующей неделе должен возобновиться набор данных.

Однако технический сбой нарушил эти планы. 29 апреля, в 5:30 утра, по вине зверька, пробравшегося в 66-киловольтный трансформатор, произошло короткое замыкание в точке 8 ускорительного кольца LHC. Это вызвало потерю напряжения практически по всему кольцу. Большинство магнитов автоматически сбросили ток; энергопитание криогенной системы коллайдера тоже было нарушено, и, как следствие, температура в сверхпроводящих магнитах начала расти. Впрочем, ситуация была быстро взята под контроль, и примерно за сутки температура вернулась к норме. Электрические контакты самого трансформатора также были повреждены и потребуют замены.

Хотя поломка не критична для работы коллайдера, потребуется еще несколько дней для ремонта трансформатора, восстановления электропитания, и возвращения коллайдера в рабочий режим. Основной онлайн-монитор коллайдера сообщает, что пучки следует ждать не раньше пятницы 6 мая. Если всё дальше пойдет по плану, то ожидается, что коллайдер за несколько дней нарастит интенсивность пучков до нескольких сотен сгустков в пучке, и затем будет постепенно увеличивать это число до проектного значения 2800 сгустков.


Теоретики продолжают искать объяснения двухфотонному пику

Двухфотонный всплеск может оказаться лишь вершиной айсберга новых эффектов и открытий
Загадки LHC. Двухфотонный всплеск при 750 ГэВ

У двухфотонного пика, намеки на который проступают всё яснее, есть все шансы стать крупнейшим открытием в физике элементарных частиц за последние десятилетия. Ситуация должна проясниться очень скоро, уже этим летом, и близость развязки поддерживает ажиотаж. В ожидании новых данных, теоретики продолжают ломать голову над тем, какой именно вариант Новой физики может скрываться за этим отклонением. В кратком обзоре рассказывается, о чем говорят данные и какие объяснения сейчас наиболее популярны.


ATLAS не проясняет ситуацию с распадом B-мезона на мюоны

Результаты измерения вероятности распадов B-мезона и Bs-мезона на мюонную пару
Загадки LHC. Распад Bs-мезона на мюон-антимюонную пару

Распад Bs-мезонов на мюон-антимюонную пару — это один из самых редких процессов, обнаруженных на БАК. Физики надеялись, что именно в нем будут впервые обнаружены отклонения от Стандартной модели. Намеки на этот распад стали проступать в данных LHC еще несколько лет назад, и окончательное объявление коллабораций LHCb и CMS об открытии этого распада было сделано в 2014 году, но их результаты согласовывались с предсказаниями СМ. На днях вышла статья коллаборации ATLAS с анализом распада Bs- и B-мезонов на мюоны на основе всей статистики сеанса Run 1. Результаты ATLAS в некоторой степени удивительны: в пределах погрешностей распадов толком и не обнаружилось.


CMS выложил в свободный доступ 300 ТБ своих данных

Пару лет назад ЦЕРН принял решение время от времени выкладывать в открытый доступ порции данных, накопленных на Большом адронном коллайдере. В рамках этой инициативы был открыт сайт CERN Open Data, на котором, кроме непосредственно данных, выложены и инструменты для их визуализации и исследования. Это не сырые, а минимально предобработанные данные, которые позволяют всем желающим самостоятельно прошерстить миллиарды столкновений в поисках интересующих их эффектов.

В ноябре 2014 года коллаборация CMS выложила первый 27-терабайтный пакет данных, накопленных в 2010 году. Сейчас речь уже идет про 300 терабайт данных. Как сообщается на сайте CMS, эта выборка включает в себя непосредственно экспериментальные данные 2011 года, а также большой массив результатов моделирования. Напомним, что эти «псевдоданные» играют важнейшую роль при интерпретации результатов коллайдера: когда экспериментаторы проверяют, не скрываются ли в данных намеки на Новую физику, они сопоставляют реальные данные с результатами моделирования и ищут статистически значимые отличия.


Коллайдер не видит «двуххиггсовских» тяжелых резонансов

Рождение в одном протонном столкновении сразу двух хиггсовских бозонов — очень редкий, но крайне интересный для изучения процесс; краткое введение в курс дела можно найти в нашей новости Одновременное рождение двух хиггсовских бозонов тоже полезно изучать на LHC. Этот процесс может идти и в Стандартной модели, правда с очень небольшим сечением, и потому коллайдер этот процесс еще не зарегистрировал. Но есть модели Новой физики, в которых новые тяжелые частицы распадаются именно на пары бозонов Хиггса, а значит, в этом случае парное рождение должно продемонстрировать неожиданный резонанс при больших инвариантных массах. К тому же, еще на слуху недавние сообщения ATLAS и CMS о любопытном двухбозонном сигнале в районе 2 ТэВ, что дополнительно подогревало интерес.

В недавней статье Search for heavy resonances decaying to two Higgs bosons in final states containing four b quarks коллаборация CMS отчиталась о поиске этого процесса в данных сеанса Run 1. Два хиггсовских бозона предполагалось увидеть с помощью самого вероятного канала их распада — на b-кварковые пары. Для поисков была выбрана область инвариантных масс выше 1 ТэВ. В рамках чистой Стандартной модели парное рождение с такой большой инвариантной массой было бы исключительно редким процессом, лежащим далеко за пределами чувствительности коллайдера. И поэтому если коллайдер его заметит, значит какой-то эффект — например, новая частица, — его резко усиливает.

К сожалению, поиск не выдал никакого отклонения от фона. Были установлены новые ограничения сверху на сечение рождения новой гипотетической частицы с распадом на два бозона Хиггса, которые теперь должны будут учитывать теоретики при построении новых моделей двухбозонных резонансов.


Коллайдер ищет невидимые частицы в данных Run 2

Двенадцать вариантов поиска отклонений от Стандартной модели при рождении нескольких адронных струй с потерянным поперечным импульсом

В ожидании данных от нового сеанса работы Большого адронного коллайдера физики продолжают анализировать статистику, накопленную в прошлом году. В частности, недавно был завершен ряд тонких анализов, в которых, в нагрузку к обычным частицам, предполагалось рождение и невидимых для детектора частиц, о существовании можно догадываться по некоторыми особенностям в распределении адронов.


Прошел пробный сеанс протонных столкновений

В субботу 9 апреля на Большом адронном коллайдере состоялся первый в этом году короткий сеанс пробных столкновений. Для этого сеанса в коллайдер были запущены пучки средней интенсивности, по два сгустка на пучок, но с полной протонной загрузкой каждого сгустка. Столкновения шли во всех четырех точках пересечения пучков, в детекторах ATLAS, CMS, ALICE и LHCb. Главной задачей этого сеанса была проверка управляемости пучками и тестирование детекторных систем; технические подробности можно найти в субботних слайдах с ежедневных совещаний Комиссии по запуску коллайдера. Тестирование пучков в режиме столкновений продолжится и в ближайшие дни.


LHCb ставит под сомнение реальность обнаруженного недавно тетракварка X(5568)

Распределение событий по инвариантной массе B<sub>s</sub>π-пары

Недавно коллаборация DZero, работавшая на коллайдере Тэватрон, сообщила об открытии еще одного тетракварка, X(5568). Однако эксперимент LHCb Большого адронного коллайдера, проанализировав этот же процесс в своих данных, никаких свидетельств в пользу этой частицы не нашел. Результат LHCb, хоть формально и не закрывает частицу, но ставит заявление DZero под серьезное сомнение.


Протонные пучки запущены в коллайдер

«Beam splash»

В пятницу 25 марта, впервые в этом году, протонные пучки были запущены в основное кольцо Большого адронного коллайдера — их провели по всем секторам кольца коллайдера. При этом детекторы иногда регистрировали частицы, рождавшиеся при ударе пучка о заслонку. Для экспериментальных команд эти моменты стали символичными — их детекторы впервые в этом году «увидели» пучки.


Загадочный двухфотонный пик проступает всё сильнее

Событие рождения двух фотонов высокой энергии в детекторе ATLAS
Загадки LHC. Двухфотонный всплеск при 750 ГэВ

В физике элементарных частиц назревает либо самое громкое открытие за последние 30 лет, либо — самое сильное разочарование. В декабре прошлого года в данных Большого адронного коллайдера обнаружились намеки на загадочный двухфотонный всплеск при массе 750 ГэВ. На прошедшей недавно конференции Moriond 2016 экспериментальные группы представили обновленный анализ тех же данных плюс подняли данные прошлого сеанса работы. Всплеск не только остался, но и окреп.


Блог ATLAS рассказывает о тонкостях изучения «мягких» адронных процессов

Упругое рассеяние протонов по данным ALFA

Недавно в блоге коллаборации ATLAS вышла серия постов, посвященных сеансам работы с расфокусированными пучками, при помощи которых физики изучают «мягкие» адронные процессы. Также авторы блога рассказали о детекторе ALFA, предназначенном именно для такой работы, который в силу специфики изучаемых процессов располагается прямо в вакуумной трубе коллайдера на расстоянии чуть больше 200 метров от точки столкновения пучков.


На конференции Moriond 2016 ожидаются интересные результаты

«Конференционный сезон» в физике элементарных частиц традиционно начинается с двух конференций из серии Rencontres de Moriond, которые пройдут в итальянских Альпах в середине марта. Основное внимание приковано к первой конференции, посвященной электрослабым процессам и поискам Новой физики. Ожидается, что на ней, среди прочего, будут представлены новые результаты протонных столкновений на энергии 13 ТэВ, которые физики накопили в прошлом году, и, в особенности, новый анализ загадочного двухфотонного всплеска при 750 ГэВ.

Напомним, что 15 декабря на специальном семинаре в ЦЕРНе обе коллаборации, CMS и ATLAS, сообщили о первых намеках на этот неожиданный всплеск. Время тогда поджимало, поэтому результаты были очень предварительные. Сейчас, после нескольких дополнительных месяцев на всесторонний анализ данных и погрешностей, обоим коллективам наверняка будет много что рассказать.

Доклады о двухфотонных событиях назначены на среду 16 марта. Но, разумеется, конференция не ограничится одной лишь этой аномалией или, более широко, только Большим адронным коллайдером. Как сообщается в предварительной программе мероприятия, 13 марта будет посвящено физике B-мезонных распадов и другим аспектам флейворной физики. 14 марта будет целиком отдано нейтринной физике, где сейчас тоже царит ажиотаж. Например, коллаборация Daya Bay совсем недавно подтвердила аномалию, которую раньше видели другие эксперименты, а в США заработал и начал выдавать первые результаты нейтринный эксперимент NOvA.


Тестирование LHC начнется на этой неделе

После двухмесячной зимней паузы ускорительный комплекс ЦЕРНа постепенно возвращается к жизни. В феврале стартовало тестирование систем контроля и безопасности в самых первых звеньях цепочки ускорителей, поставляющих протоны в Большой адронный коллайдер. В согласии с расписанием работы коллайдера, в первых числах марта техники приступят к тестам и основного кольца LHC. Ожидается, что в середине марта пучки начнут поступать в SPS, последний «перевалочный пункт» на пути к LHC, а в конце марта они будут уже в главном кольце коллайдера.

По сравнению с прошлым годом, когда коллайдер запускался после двухлетней модернизации, сейчас запуск пойдет быстрыми темпами и набор данных начнется во второй половине апреля.


Тэватрон нашел еще один тетракварк

Тетракварк X(5568)

Коллаборация DZero, работавшая на американском протон-антипротонном коллайдере Тэватрон, сообщила об обнаружении еще одного тетракварка — адрона, состоящего из двух кварков и двух антикварков. Новая частица получила условное название Х(5568) по значению своей массы. Уникальна она тем, что в ней присутствуют кварки сразу четырех разных сортов.


Физики спорят о статистической значимости двухфотонного пика при 750 ГэВ

Загадки LHC. Двухфотонный всплеск при 750 ГэВ

15 декабря коллаборации CMS и ATLAS обнародовали первые результаты сеанса Run 2 и, среди прочего, предъявили намеки на неожиданный всплеск в двухфотонных событиях при 750 ГэВ. Это сообщение вызвало беспрецедентный шквал теоретических публикаций. Поток работ идет до сих пор, но сейчас, кроме многочисленных вариантов объяснения отклонения, физики обсуждают и технические аспекты самих данных.

Один их них — это вопрос, насколько корректно оценен фон Стандартной модели и, как следствие, насколько достоверна заявленная экспериментальными коллективами величина статистической значимости всплеска (напомним, что у ATLAS локальная статистическая значимость превышает 3σ). Две недели назад появилась статья arXiv:1601.03153, авторы которой утверждают, что при более свободном выборе функций для описания фона статистическая значимость может существенно снизиться. Иными словами, авторы высказывают подозрение, что ATLAS недооценил пресловутую погрешность моделирования.

Эти выводы, однако, оспаривает другая статья, появившаяся буквально на днях (arXiv:1601.07330). В ней тоже искалась функция, дающая наилучшее приближение к данным ATLAS с учетом большей свободы при описании фона, однако статистическая значимость оказывается близкой к числам ATLAS. Автор этой статьи считает, что работа двухнедельной давности неправомерно выбросила из рассмотрения те интервалы масс, где не было зафиксировано пока ни одного события.

Как бы то ни было, все эти упражнения не могут претендовать на замену оценки, приведенной ATLAS. Они скорее представляют собой рекомендации для экспериментальных групп относительно того, что им надо еще учесть в более аккуратном анализе. Новые числа будут, вероятно, озвучены в марте, в сезон весенних конференций, и, безусловно, в августе, на ключевой конференции года ICHEP-2016.


CMS отчиталась о поисках тяжелых WH-резонансов

Загадки LHC. WH-пик при 1,8 ТэВ на CMS

Коллаборация CMS завершила поиск гипотетических тяжелых резонансов, распадающихся на WH-пару; окончательные результаты опубликованы в статье arXiv:1601.06431. Для этого анализа из всей статистики сеанса Run 1 отбирались события совместного рождения W-бозона, который затем распадался на лептоны, и хиггсовского бозона с последующим распадом по доминирующему каналу на b-анти-b-пару. При этом обе частицы, W и H, должны были быть высокоэнергетичными, такими, чтобы их инвариантная масса превышала 1 ТэВ. Всплеск в распределении по инвариантной массе указывал бы на неизвестную тяжелую частицу-резонанс.

Этот анализ тянется еще с 2014 года, и примечателен он тем, что в предварительных данных действительно обнаружилось некое подобие всплеска. При инвариантной массе 1,8 ТэВ было зарегистрировано сразу три события, хотя по предсказаниям Стандартной модели даже одно было маловероятным (см. подробности на страничке WH-пик при 1,8 ТэВ на CMS). Нынешняя публикация завершает этот длительный анализ. После тщательных проверок статус-кво этой загадки сохранился: результаты остались прежними, статистическая значимость отклонения не изменилась. Теперь ситуация сможет существенно поменяться только после набора и анализа новых данных в рамках сеанса Run 2.


ATLAS выполнил нехарактерный для себя поиск сверхредкого процесса

Пример трехмюонного события, прошедшего отбор

Отклонения от Стандартной модели, которые физики так хотят обнаружить на LHC, способны проявиться не только в высокоэнергетичных процессах, но и в виде тонких эффектов в распадах легких частиц. На днях коллаборация ATLAS выпустила статью, в которой рассказывает о поиске необычного распада тау-лептона на три мюона. После тщательного отбора в проанализированной статистике таких событий обнаружено не было.


Набор данных на LHC возобновится в конце апреля

В декабре Большой адронной коллайдер был остановлен на зиму. Сейчас он по-прежнему законсервирован, и выход из этого режима займет еще пару месяцев. Департамент ЦЕРНа по работе с пучками (Beam Department) представил подробное расписание работы в 2016 году как самого LHC, так и всей цепочки предварительных ускорителей (см. файлы LHC Schedule 2016 и 2016 Injector Accelerator Schedule).

В соответствии с этими расписаниями в первую неделю февраля будет запущен источник протонов и самый первый ускоритель Linac3. В течение последующих трех недель будут закрыты и подготовлены к работе все остальные предварительные ускорители, включая SPS, последний «перевалочный пункт» протонов на пути в основное кольцо LHC. В начале марта протонный пучок будет постепенно проходить всё дальше по этой цепочке, и на каждом этапе будут выполняться многочисленные технические проверки оборудования.

Тем временем в начале марта проснется от зимней спячки основной ускоритель Большого адронного коллайдера. Предполагается, что в конце марта, после двух-трех недель тестирования оборудования в холостом режиме, пучки наконец-то начнут циркулировать в LHC. Затем потребуется примерно месяц на отладку ускорителя в рабочем режиме, но без столкновений, и завершится она недельным сеансом «пучковой чистки» вакуумных труб. Если всё будет в порядке, то в последнюю неделю апреля начнутся протонные столкновения и набор научных данных.

В целом, протонные столкновения, перемежаясь с короткими техническими паузами, будут вестись в течение года вплоть до конца октября. Ноябрь традиционно отводится для специального сеанса работы с тяжелыми ядрами. В этом году он пройдет в асимметричном режиме протон-ядерных столкновений, как это уже делалось в начале 2013 года, перед двухлетней остановкой коллайдера. Такой режим поможет еще лучше понять, как меняются условия столкновения и их результаты при переходе от протонов к ядрам.

Ход запуска коллайдера, как обычно, можно будет свободно отслеживать через специальные онлайн-мониторы LHC.


Аномалия при 2,9 ТэВ не получила подтверждения

Распределение событий рождения электрон-позитронной пары в детекторе CMS по инвариантной массе пары
Загадки LHC. Событие при 2,9 ТэВ

Несколько месяцев назад коллаборация CMS сообщила о наблюдении события с аномально энергетичной (2,9 ТэВ) электрон-позитронной парой. С тех пор статистики набралось гораздо больше, но подобные события не повторялись. Поэтому и здесь о статистически значимых отклонениях от предсказаний Стандартной модели говорить не приходится.


ATLAS видит отклонение, напоминающее заряженный бозон Хиггса

Ограничение сверху на сечение процесса, полученное в эксперименте ATLAS
Загадки LHC. Заряженный бозон Хиггса

Хотя «основной» бозон Хиггса был открыт три года назад, физики продолжают искать дополнительные хиггсовские бозоны, в том числе и экзотические, — например, заряженные. На днях коллаборация ATLAS выпустила статью, в которой описано возникшее в изученной статистике отклонение от Стандартной модели. Однако если учесть, что CMS в аналогичном поиске сигнала не видит, к этому результату пока нужно относиться настороженно.


Многоканальный анализ ставит под сомнение реальность пика при 2 ТэВ

Сравнение экспериментальных данных по рождению WZ-пары со Стандартной моделью в области инвариантных масс от 200 до 2500 ГэВ
Загадки LHC. WZ-пик при 2 ТэВ

Одним из самых любопытных результатов первого сеанса работы Большого адронного коллайдера стало подозрительное отклонение от предсказаний Стандартной модели, обнаруженное при изучении парного рождения W и Z-бозонов, распадающихся по адронному каналу: в районе 2 ТэВ был заметен подозрительный пик в распределении по инвариантным массам этой пары. Однако проведенный затем систематический поиск двухбозонных резонансов с учетом всех каналов распада бозонов заставил сильно усомниться в реальности этого отклонения.


Анализ полной статистики Run 1 подтверждает аномалию в распаде B → Kμμ

Загадки LHC. Распад b-кварка на s-кварк и мюоны

С распадами B-мезонов связано сразу несколько загадок, выявленных в первом сеансе работы коллайдера LHC Run 1. Одна из них касается распада b-кварка на s-кварк и мюонную пару. Начиная с 2013 года коллаборация LHCb видит отличия от теоретических предсказаний в двух схожих распадах, вызванных этим кварковым превращением: \(B_s \to \phi\mu\mu\) и \(B \to K^*\mu\mu\).

В обоих распадах отличия экспериментальных данных от предсказаний достаточно существенные, на три с лишним стандартных отклонения. К тому же они выдерживают проверку временем. Так, в 2013 году, когда в обоих распадах обнаружились аномалии, была обработана всего лишь треть накопленных данных. Но полгода назад, завершив анализ распада \(B_s \to \phi\mu\mu\) по всей статистике Run 1, коллаборация LHCb сообщила, что расхождение с теорией не только не исчезло, но даже усилилось. Подробный рассказ об этой ситуации см. в новости LHCb подтверждает еще одно отклонение в распадах Bs-мезонов.

На днях коллаборация LHCb завершила полный анализ и второго распада, \(B \to K^*\mu\mu\); статья с результатами работы появилась в архиве е-принтов в середине декабря (Angular analysis of the B0→K∗0μ+μ decay). Результаты оказались воодушевляющими: отличие от Стандартной модели не просто сохранилось, а усилилось до 3,4σ. Более того, если раньше речь шла лишь об отклонении в одной из 24 угловых характеристик, то теперь расхождение в 3,4σ относится к глобальному анализу всей угловой зависимости. Чуть более конкретно, оно показывает, насколько сильно в сторону нужно увести один из теоретических параметров, чтобы вся предсказанная угловая зависимость в целом стала согласовываться с экспериментальными данными.

Таким образом, распад b → sμμ показывает одну из самых сильных несостыковок между данными и предсказаниями Стандартной модели. Вызвано ли это отклонение какой-то неучтенной погрешностью или же оно является указанием на Новую физику — остается одним из самых острых вопросов физики элементарных частиц.


Многоструйные события при 13 ТэВ не принесли сюрпризов

Событие рождения 12 жестких струй с большим поперечным импульсом в детекторе CMS

Большинство результатов нового сеанса работы коллайдера, представленных 15 декабря на семинаре в ЦЕРНе, несли пометку «предварительные». Однако по одному классу процессов — жестким многоструйным событиям — анализы уже были завершены, и еще до памятного семинара коллаборации ATLAS и CMS опубликовали результаты. Ничего сильно необычного в них пока не обнаружено.


Познакомьтесь с церновскими роботами!

Информационная служба CERN Updates выпустила небольшой материал, посвященный разнообразным роботам, выполняющим в ЦЕРНе целый спектр технических работ — начиная от транспортировки тяжелых грузов и заканчивая проверкой радиационного уровня помещений и перезагрузкой магнитных лент для записи поступающих с коллайдера данных. Обратите также внимание на симпатичный видеоролик в конце материала про приключения робота в ЦЕРНе.


Рольф-Дитер Хойер передает руководство ЦЕРНом Фабиоле Джанотти

Как сообщает пресс-офис ЦЕРНа, 18 декабря, на 178-м заседании Совета ЦЕРНа, Рольф-Дитер Хойер покинул пост Генерального директора, передав руководство ЦЕРНом Фабиоле Джанотти. Имя Рольфа-Дитера Хойера, занимавшего эту должность с 2009 года, прочно ассоциируется с двумя важными достижениями ЦЕРНа. Во-первых, это безупречный в техническом плане сеанс Run 1. Именно при нем Большой адронный коллайдер восстановился от аварии 2008 года и успешно проработал три полноценных года, перевыполнив план-минимум. Во время этого этапа был открыт хиггсовский бозон и выполнены многие ключевые измерения.

Во-вторых, Хойер с первых же дней своего управления ЦЕРНом ратовал за максимальную информационную открытость для широкой публики. Благодаря этой политике все статьи с научными результатами LHC находятся в открытом доступе, текущее состояние коллайдера может свободно отслеживаться через онлайн-мониторы, а материалы ежедневных технических встреч с беспрецедентно подробным обсуждением технических аспектов и проблем доступны для просмотра всем интересующимся.

Фабиола Джанотти — также одна из ключевых фигур ЦЕРНа в последние годы. С 2009-го по 2013 год она была официальным представителем коллаборации ATLAS, а в 2012 году стала известна и широкой публике, когда на историческом семинаре в ЦЕРНе от имени коллаборации ATLAS и в паре с представителем CMS она объявила об открытии хиггсовского бозона на LHC. В конце 2012 года журнал Time отметил ee как одного из главных кандидатов в номинации «Персона года». Фабиола Джанотти была также среди представителей ЦЕРНа, которым в 2013 году была вручена премия Special Breakthrough Prize от фонда Юрия Мильнера. В том же году она была выбрана и в Научный совет ООН.

Остается только пожелать, чтобы именно на период ее руководства ЦЕРНом пришлось открытие Новой физики и, как следствие, начало нового этапа развития физики элементарных частиц.


ЦЕРН выпустил дополнение по поводу двухфотонного сигнала

Загадки LHC. Двухфотонный всплеск при 750 ГэВ

На прошлой неделе, 15 декабря, коллаборации ATLAS и CMS рассказали о первых результатах нового сеанса работы коллайдера и, в частности, упомянули любопытное отклонение в двухфотонном канале при 750 ГэВ. На следующий же день в архив препринтов хлынул поток теоретических статей, в которых это отклонение рассматривалось как новая частица и объяснялось в рамках разнообразных моделей Новой физики.

Видимо, этот неожиданный шквал работ побудил руководство ЦЕРНа выпустить 16 декабря специальное пояснение по поводу нового результата. В нем еще раз сообщается, что ни о каком открытии речь даже близко не идет. Более того, прямым текстом сказано, что данные каждого эксперимента, взятые по отдельности, не противоречат Стандартной модели. Коллаборации анализируют сотни распределений, и вполне вероятно, что в некоторых из них будут наблюдаться отклонения чисто за счет статистических эффектов. Для какого-либо более определенного утверждения потребуется набрать в несколько раз больше статистики, что будет сделано только в 2016 году.

Хотя это напоминание отражает, по сути, весь предыдущий опыт экспериментальной физики элементарных частиц, трудно представить себе, чтобы в нынешней ситуации оно оказало какое-то влияние на поток теоретических публикаций.


Теоретики бросились объяснять новый двухфотонный пик на LHC

Области значений двухфотонной и двухглюонной ширин новой гипотетической частицы
Загадки LHC. Двухфотонный всплеск при 750 ГэВ

15 декабря коллаборации ATLAS и CMS сообщили о намеках на новый двухфотонный резонанс, обнаружившихся в данных 2015 года. И первый же день после этого сообщения принес сразу десять новых теоретических статей, обсуждающих природу этого пика в предположении, что это не статистическая флуктуация, а реальный резонанс.


Обнародованы первые результаты LHC Run 2

Распределение двухфотонных событий по инвариантной массе

15 декабря в ЦЕРНе прошел традиционный предновогодний семинар, на котором была представлена первая порция серьезных результатов нового сеанса работы Большого адронного коллайдера. Две крупнейших коллаборации, CMS и ATLAS, рассказали в своих презентациях о самых интересных из полученных результатов, а ATLAS обнародовал также весь цикл предварительных результатов.


Прямая трансляция семинара в ЦЕРНе: первые результаты Run 2

Начинается прямая трансляция семинара ATLAS and CMS physics results from Run 2, на котором две ведущие коллаборации ЦЕРНа обнародуют первые результаты нового сеанса работы коллайдера на энергии 13 ТэВ.


Первые результаты LHC Run 2 обнародуют 15 декабря

Если вы следите за работой Большого адронного коллайдера, отметьте в своем календаре дату 15 декабря. В этот день в ЦЕРНе состоится специальный семинар, на котором коллаборации CMS и ATLAS озвучат долгожданные первые результаты нового сеанса работы коллайдера на энергии 13 ТэВ. Скорее всего, будет также вестись прямая трансляция семинара через онлайн-сервис webcast.

В этом году была накоплена довольно небольшая статистика протонных столкновений: примерно в пять раз меньше той, что была набрана в 2010–2012 годы в рамках сеанса Run 1. Однако переход на энергию 13 ТэВ резко повысил вероятность самых интересных столкновений — тех, в которых могут рождаться новые тяжелые гипотетические частицы. Большой адронный коллайдер нашел уже в данных Run 1 несколько любопытных отклонений от Стандартной модели, которые могли бы стать первыми намеками на такие частицы (их список и обсуждение см. на страничке Загадки коллайдера). Сейчас физики с нетерпением ожидают вердикта, который вынесут коллаборации на основании уже этого небольшого объема данных. Какие именно результаты будут обнародованы 15 декабря, какие именно загадки будут закрыты или, наоборот, усилятся — пока неизвестно.


Физики обсуждают научные перспективы будущего коллайдера на 100 ТэВ

На днях в архиве е-принтов появился обстоятельный обзор Prospects for Higgs physics at energies up to 100 TeV, посвященный изучению свойств хиггсовского бозона на будущем адронном коллайдере с энергий столкновений 100 ТэВ. Такой грандиозный проект находится пока лишь в стадии задумки. Однако физики очень серьезно рассматривают этот вариант дальнейшего развития ускорительной физики частиц, и главной движущей силой здесь является ЦЕРН. В 2013 году в ЦЕРНе была запущена программа по изучению возможностей таких коллайдеров, а в 2014 году прошли сразу две конференции, посвященные научным и техническим аспектам такой установки.

Чтобы этот проект перерос в реальную установку, физикам требуется вначале изучить его научные перспективы и продемонстрировать, что он действительно имеет значительные шансы привести к новому прорыву в нашем понимании микромира. Вышедший на днях обзор посвящен одной конкретной научной задаче — доскональному изучению свойств хиггсовского бозона и поиску новых бозонов. Нынешние данные LHC допускают, что новые, экзотические бозоны Хиггса существуют, но только коллайдеру пока не хватило энергии для их обнаружения.

Кроме того, даже если 100 ТэВ будет недостаточно для открытия каких-то новых частиц, детальное изучение связи хиггсовского бозона с другими частицами позволит увидеть Новую физику (напомним, что пара таких намеков есть уже и сейчас). Однако в этом случае сравнимую научную пользу могут принести и другие варианты хиггсовской фабрики. Поэтому исследователям надо внимательно изучить научный потенциал каждого проекта, чтобы сделать оптимальный выбор.

Упомянем также, что чуть раньше в архиве вышла статья Physics Opportunities of a 100 TeV Proton-Proton Collider, в которой дается беглый, но очень широкий обзор физической программы, доступной для изучения на будущем 100-ТэВном протонном коллайдере.


LHC перешел к столкновениям тяжелых ядер

Работа Большого адронного коллайдера в 2015 году в режиме протонных столкновений завершилась 2 ноября. За это время была накоплена полная светимость 4,2 fb−1 на детекторе ATLAS и 4 fb−1 на CMS, что чуть меньше, чем было изначально запланировано на этот год. После нескольких недель подготовки и отладки 25 ноября коллайдер перешел к режиму столкновений ядер свинца при энергии столкновений 6,37 ТэВ в расчете на одну протонную пару (или 2,51 ТэВ в расчете на нуклонную пару). Эта энергия почти вдвое превышает энергию прошлого ядерного сеанса работы коллайдера. Новые данные позволят изучить свойства плотной и горячей ядерной материи при недоступных ранее давлениях и температурах.

Сейчас коллайдер работает уже с 426 сгустками ионов в каждом пучке, и данные столкновений накапливаются всеми четырьмя детекторами. В этом режиме коллайдер проработает примерно месяц, после чего будет остановлен на рождественские каникулы.

Поскольку физики хотят не просто изучать столкновения ядер, а сравнивать их со столкновениями протонов той же энергии, требуется провести предварительные сеансы столкновений протонов как раз на энергии 2,51 ТэВ (вместо нынешнего максимума 6,5 ТэВ). Несколько таких сеансов было проведено в середине ноября в рамках подготовки к «ядерному» режиму работы коллайдера.

Что касается результатов ядерных столкновений во время сеанса Run 1, то их сводку и обсуждение можно найти в недавнем обзоре Heavy-ion collisions at the Large Hadron Collider: a review of the results from Run 1, посвященном как раз этой теме.


Вышел обзор по сверхсильным магнитам для будущих коллайдеров

В журнале Annual Review of Nuclear and Particle Science вышел обзор, посвященный прогрессу в задаче создания сверхпроводящих магнитов для коллайдеров нового поколения. Ожидается, что в этих коллайдерах частицы (протоны или мюоны) будут разгоняться до очень больших энергий. Их придется удерживать на орбите сверхсильным магнитным полем, которое будут создавать сверхпроводящие магниты нового поколения. Сейчас рекордное магнитное поле, используемое в реально действующем ускорителе (LHC), составляет 8 тесла. Для будущих проектов физики-ускорительщики запрашивают поля в 15 тесла и даже выше. При этом такие поля должны быть стабильны и однородны по всему объему, а сами магниты должны будут работать многие годы в условиях сверхжесткой радиации.

Технология, по которой сделаны магниты LHC, не позволяет подняться выше 10 Тл. Для работы на 15 Тл потребуются магниты на основе материала Nb3Sn (ниобий-олово). Работа с еще более сильными полями, около 20 Тл и выше, потребует, по всей видимости, перехода к высокотемпературной сверхпроводимости. Сейчас ведется длительная программа по разработке таких магнитов, и продлится она еще не один год (и даже, вероятно, не одно десятилетие). Пока что цель — продемонстрировать первую рабочую и не слишком затратную версию технологии создания ускорительных магнитов на 15–16 тесла.

Для примера, даже относительно скромные в этом отношении квадрупольные магниты с широкой апертурой, предназначенные для будущего этапа LHC с высокой светимостью, разрабатывались в рамках проекта LARP целое десятилетие. Успешное завершение этого проекта в 2014 году стало важным шагом на этом пути и тоже описано в обсуждаемом обзоре.


Опубликован отчет Форума по вычислительным технологиям в физике частиц

Вычислительные технологии играют ключевую роль в современной экспериментальной физике частиц. Это и управление техникой, и обработка полученных данных, и моделирование с помощью компьютерных псевдоэкспериментов, и визуализация результатов. Вычисления — это не только «железо», не только софт, но и люди. На тот же Большой адронный коллайдер ежегодно приходят сотни новых людей. Как правило, это студенты и аспиранты, и их нужно обучать работе с техникой, обработке и анализу данных. Взаимодействие между разными экспериментами, разными группами пользователей и разными поколениями физиков накладывает свои требования.

Научное сообщество в физике частиц уже давно склонялось к мысли, что стратегия развития вычислительных технологий должна быть унифицирована, по крайней мере в рамках этой области науки, и должна учитывать все эти требования. Это подчеркивалось в многочисленных отчетах, например в отчете Snowmass-2013.

В 2014 году эти обсуждения вышли на новый уровень: был организован международный вычислительный форум High Energy Physics Forum for Computational Excellence. В рамках этого движения были созданы рабочие группы, которые изучали текущую ситуацию в различных сферах применения компьютинга в физике частиц и указывали на точки будущего роста.

На днях в архиве е-принтов появился пространный обзор трех рабочих групп этого движения (программное обеспечение, библиотеки и утилиты, системы и железо), суммирующий работу свыше тысячи специалистов из сотен научных институтов. Обзор задаст направления развития для IT-отделов в организациях, связанных с физикой частиц.


Наверх  |  следующая >>
 


при поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия